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地理国情数据支撑下的地质生态环境承载力评价——以都汶公路沿线为例王蕾1，鲁小丫2胡云华1刘帅君1（1.四川省第三测绘工程院，成都市610500；2.西南民族大学计算机科学与技术学院，成都市610041）摘要：文章针对地理国情普查成果应用于资源环境承载力评价的问题，提出了一套基于地理国情普查数据的地质生态环境承载力评价指标体系和量化标准。文章综合生态学和地质学的相关理论，探讨了地质生态环境承载力的内涵，建立评价模型并利用专家打分法和层次分析法确定各个指标的权重，从推广应用的角度研发了评价展示三维系统，通过都汶公路的应用实践，客观描述了区域地质生态环境承载力状况和生产生活适宜性分区，为当地经济建设和防灾减灾提供了一定依据，为西南地区地质生态环境承载力评价提供了实践经验。关键词：地理国情普查；地质生态环境；承载力；评价【中图分类号】P【文献标识码】A【文章编号】1009-2307（20）0-EvaluationofGeo-ecologicalEnvironmentBearingCapacitybasedonNationalGeographicConditionsCensus----Dujiangyan-WenchuanHighwaylinesasexampleWANGLei1,LUXiaoya2,HUYunhua1,LIUShuaijun1(1.SichuanNo.3SurveyingandMappingEngineeringInstitute,Sichuan610500,China;2.SchoolofComputerScienceandTechnology,SouthwestUniversityForNationalities,Chengdu610041,China)ABSTRACT:Aimingattheproblemaboutnationalgeographicconditionscensusapplyingforresourceenvironmentbearingcapacityevaluation,thepaperputsforwardanevaluationindexsystemandquantitivecriteriabasedonnationalgeographicconditionscensusdata.Thispapercompositegeologyandecology,anddiscussintensionofgeographicalecologicalenvironmentbearingcapacity,andbuildevaluationmodelwhichweightedbyexpertscoringmethodandanalytichierarchyprocess.thendevelopsevaluationsoftwaresystemforpopularizationandapplication.TakingDujiangyan-WenchuanHighwaylinesasresearcharea,itobjectivelyreflectsthegeologicalecologicalenvironmentandconstructionsuitablezone.Moreover,thissystemcanprovideinformationforsocio-economicdevelopmentanddisasterspreventinginlocation,andprovideexperienceforgeographicalecologicalenvironmentbearingcapacityevaluationinSouthwest.KEYWORDS:NationalGeographicConditionsCensus;geo-ecologicalenvironment;bearingcapacity;evaluation.0引言当前，我国经济已进入“新常态”，资源环境约束日益增大，经济发展正向资源利用集约化转型。为全面掌握我国地理国情现状，满足经济社会发展和生态文明建设的需要，国务院决定于2013年至2015年开展第一次全国地理国情普查工作。文章按照“边普查、边监测、边应用”的原则，在地理国情普查数据支撑下，构建地质环境、生态环境和社会经济联动的地质生态环境承载力评价指标体系和模型，设计本底数据库并开发地质生态环境承载力评价展示系统，对地理国情监测服务政府决策，建设生态文明与美丽中国，实现“数据—信息—决策”的地理国情产品服务模式，具有重要的参考价值。1研究区概况本研究选取都（江堰）汶（川）公路沿线，以公路两岸小流域分水岭及行政区划为界的区域，区域面积约1000km2。研究区地处青藏高原东部边缘的龙门山地区，地貌反差强烈，属大陆性季风气候，降雨量时空分布不均，其地质环境、生态环境十分具有代表性。研究区数据资料包括（1）2015年四川省地理国情普查成果数据集，包括四川省新增地质灾害和交通要素；（2）覆盖全域1:2.5万四川省地理国情普查正射影像；（3）覆盖全域10米格网DEM数据；（4）覆盖全域1:20万数字地质图；（5）覆盖全域土壤侵蚀数据；（6）中国地震局汶川8.0级地震烈度分布图；（7）气象局多年平均降雨数据；（8）汶川县统计年鉴、政府工作报告，都江堰市统计年鉴，四川省环境公报等。2地质生态环境承载力内涵在人类生存的复杂系统中，地质环境是生态环境的载体，直接影响着人类活动和经济发展；生态环境是地质环境的“屏障”，生态资源是维持人类永续发展的物质基础；社会经济发展水平体现了人口经济现状和发展水平，以及对区域可持续发展的支持力度。地质、生态和社会经济是紧密相关的一个整体。随着生态学和地质学的发展与交叉，在资源与环境承载力概念扩展与完善基础上，提出了地质生态环境承载力（Geo-ecologicalEnvironmentBearingCapacity，GEECC）的概念，即在一定条件下地质环境、生态环境所能承受人类活动的影响与改变的最大支持能力。3.地质生态环境承载力评价针对地质生态环境与人类经济协调发展中的问题与矛盾，充分利用地理国情普查数据及3S技术手段，构建评价指标体系及评价模型，建立研究区分析评价系统，具体工作流程与图1所示。区域地质生态环境调查系统分析区域地质生态环境，建立评价指标体系量化评价标准地质生态环境承载力综合评价系统设计地理国情普查数据收集生态、地质资料收集资料分析遥感解译数据库设计功能模块设计管理及决策支持模块承载力分析评价模块评价结果展示模块设计评价方法确定定权方法得出权重建立数学模型整合数据，建立空间数据库计算地质生态环境承载力评价指数评价结果检验划分地质生态环境适宜性分区编制区域地质生态环境承载力评价报告编制区域地质生态环境承载力评价图册成果三维可视化展示准备阶段详细设计阶段综合评价阶段总结整理阶段满意不满意图1.地质生态环境承载力评价工作流程图图2地质生态环境承载力评价系统架构Figure1.BearingcapacityevaluationworkflowFigure2.Thesoftwaresystemstructure3.1评价指标体系及量化标准根据地质生态环境承载力的内涵，建立的指标体系和计算方法如表1所示。其中：水源涵养=𝐶0×（0.45×水域湿地面积+0.35×森林面积+0.2×草地面积）/区域面积，𝐶0为归一化系数，值为100𝑀𝐴𝑋(水源涵养)；（1）植被覆盖=𝐴veg×（0.38×林地面积+0.34×草地面积+0.19×耕地面积+0.07×建设用地+0.02×未利用地）/区域面积；𝐴veg为归一化系数，值为100𝑀𝐴𝑋（植被覆盖）；（2）土地胁迫=𝐴ero×（0.4×重度侵蚀面积+0.2×中度侵蚀面积+0.2×建设用地面积+0.2×其他土地胁迫面积）/区域面积；𝐴ero为归一化系数，值为100𝑀𝐴𝑋（土地胁迫）；（3）生境质量=Abio×（0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域湿地+0.11×耕地+0.04×建设用地+0.01×未利用地）/区域面积；Abio为归一化系数，值为100𝑀𝐴𝑋（生境质量）。（4）居民点密度是选取国情房屋建筑区为几何承载体，计算区域内图斑面积与区域总面积的占比，然后将人口专题数据按照占比离散分布到地理空间数据中，实现专题数据空间化后再进行核密度分析。交通支撑能力是利用国情普查数据提取道路交通和交通枢纽数据，利用空间邻域分析计算交通通达性，再根据坡度对图层赋权重值，从400m~2000m，分别赋于1~0.4的权重，利用空间叠加计算出交通支撑能力。能源支撑是利用国情普查数据提取水电站等能源基础设施，利用辐射能力分析，得到水平和垂直距离的能源支撑能力，叠加分析后再进行空间重分类。公共服务能力是利用国情普查数据提取教育、医疗、政府部门数据，利用辐射能力分析，得到水平距离和垂直距离的公共服务能力支撑，叠加分析后再进行空间重分类。通过野外调查和资料分析，在参考国内外有关评价指标和分级标准的基础上，将区域地质生态环境状况分为分值0-5的6个级别，并分别对各指标层建立量化标准，分值越高则地质生态环境承载能力及适宜性越好，反之则越差，具体量化标准如表2所示。表中“-”表示该指标中无此分值，如断层距离指标图层只有分值为0、1、3、5的四类。3.2评价模型选用综合指数评价方法（Comprehensiveevaluationmethod）进行地质生态环境承载力综合评价。其基础思想是将能够反映评价对象水平的多个指标转化为能够反映综合情况的指标来进行评价。主要步骤包括：（1）对不同计量单位的指标数据进行归一化处理，将指标归一化到0-100，正向连续指标归一化方法如式（5），负向连续指标归一化方法如式（6）。𝑃i正́=𝑃𝑖×100𝑃𝑖𝑀𝑎𝑥(5)𝑃i负́=（𝑃𝑖𝑀𝑎𝑥−𝑃𝑖）×100𝑃𝑖𝑀𝑎𝑥−𝑃𝑖Min(6)其中𝑃𝑖为评估单元内某指标代表值，𝑃𝑖𝑀𝑎𝑥为某指标最大值，𝑃𝑖Min为某指标最小值。（2）确定指标权重利用层次分析法（AnalyticHierarchyProcess，简记AHP），收集5名地质学、生态学、社会经济学领域专家的因子打分结果，去极值，取平均，构造判别矩阵，通过对判别矩阵的一致性检验，得到指标权重，再将权重值提交专家调整，经过几轮反复，得到意见趋于一致的权重结果如表3所示。（3）确定综合评价模型地质生态环境承载力综合评价模型如式（3）所示。𝐷𝑆j=∑𝑤𝑖𝑃́𝑖𝑛𝑖=1（3）式中，𝐷𝑆j为j单元的地质生态环境综合评价指数，i为指标序号，j为各评价单元序号，𝑤𝑖是各指标权重，𝑃́𝑖为归一化指标值。表1评价指标体系及技术方法Table.1Evaluationindexsystemandalgorithm目标层准则层准则层分类指标层数据源计算方法地质生态环境承载力A地质环境B1地质构造C1断裂带密度D1数字地质图空间密度分析断层距离D2数字地质图空间邻域分析地震烈度D3地震烈度分布图矢量转栅格地层岩性C2工程地质岩组D4数字地质图矢量转栅格地形地貌C3高程D5、坡度D610米格网DEM表面分析地质灾害C4灾害点密度D7四川省国情普查新增要素空间密度分析地质灾害直接威胁区D8四川省国情普查遥感影像解译矢量转栅格生态环境B2水资源C5年降雨量D9气象局多年平均降雨数据空间重分类水源涵养D10国情普查数据空间格网化用水条件D11国情普查数据+DEM辐射能力分析+空间重分类土地资源C6耕地条件D12国情普查数据+DEM空间表面分析+空间重分类环境质量C7植被覆盖D13国情普查数据空间格网化土地胁迫D14国情普查数据+土壤侵蚀数据空间格网化生境质量D15国情普查数据空间格网化社会经济B3人口因子C8居民点密度D16国情普查数据+常住人口专题数据空间格网化+核密度分析经济因子C9人均GDPD17